高清實(shí)時(shí)流媒體直播系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)施的不斷發(fā)展,通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高清流媒體直播,在商品導(dǎo)購、景區(qū)推介、小型賽事直播等領(lǐng)域的應(yīng)用需求日益增加。但現(xiàn)有商用模塊或?qū)嶒?yàn)系統(tǒng),在高清實(shí)時(shí)流媒體支持、圖像質(zhì)量保證、網(wǎng)絡(luò)傳輸性能、交互體驗(yàn)等方面均存在不足。因此設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化具有高兼容性、高實(shí)時(shí)性、高魯棒性、良好交互性的高清實(shí)時(shí)流媒體直播系統(tǒng)具有較高的理論研究意義與實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本文針對(duì)實(shí)時(shí)流媒體直播中面臨的挑戰(zhàn)與不足展開研究,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了支持高清實(shí)時(shí)流媒

2、體采集、交互控制、多級(jí)傳輸、解碼播放的完整高清實(shí)時(shí)流媒體直播系統(tǒng),并對(duì)圖像質(zhì)量保障、網(wǎng)絡(luò)傳輸性能等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。本文主要工作如下:
　　(1)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)了高清實(shí)時(shí)流媒體直播系統(tǒng)。系統(tǒng)支持以高清IP攝像機(jī)作為直播輸入,大幅提升直播圖像質(zhì)量,簡化采集設(shè)備部署過程并支持遠(yuǎn)程交互控制。系統(tǒng)的流媒體服務(wù)器采用分布式、類CDN(content delivery network)的數(shù)據(jù)傳輸模式,使流媒體直播數(shù)據(jù)的傳輸有效適配終端用戶網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

3、,提升直播質(zhì)量,降低直播延遲。
　　(2)基于FFmpeg解碼開發(fā)庫設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)直播終端。直播終端具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性與可移植性,并可作為網(wǎng)頁插件進(jìn)行部署。同時(shí),在直播終端中設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)接收的多級(jí)緩沖與音、視頻同步機(jī)制,優(yōu)化直播質(zhì)量。
　　(3)為最優(yōu)化直播系統(tǒng)在較差網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的圖像質(zhì)量,論文針對(duì)H.264/AVC與H.264/SVC流媒體傳輸,提出基于圖像失真估算的數(shù)據(jù)包傳輸優(yōu)先級(jí)排序算法與選擇性自動(dòng)重傳機(jī)制(ARQ,autom

4、atic repeat request)。
　　(4)為降低大規(guī)模直播應(yīng)用中流媒體服務(wù)器上行帶寬需求,同時(shí)保證直播系統(tǒng)的良好交互性,論文設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)了基于P2P與類CDN技術(shù)的混合流媒體分發(fā)機(jī)制。
　　仿真試驗(yàn)表明,論文提出的數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)排序算法與選擇性ARQ機(jī)制,能顯著提升傳輸圖像質(zhì)量,相比于已有算法,平均圖像質(zhì)量提升為2至3dB。同時(shí),提出的P2P與類CDN相結(jié)合的流媒體分發(fā)機(jī)制,在大規(guī)模應(yīng)用場景下,能降低服務(wù)器90％以上的